نام پژوهشگر: میثم پوربشیری

بررسی خواص مکانیکی ورقه ی گرافین با روش همگن سازی مجانبی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  میثم پوربشیری   بهروز حسنی

با توجه به خواص مکانیکی منحصر به فرد ورقه های گرافینی، تحقیقات وسیعی در این زمینه انجام شده است. این تحقیقات را می توان به دو بخش تجربی و نظری تقسیم نمود. نتایج بدست آمده از روش های تجربی دارای اختلاف های زیادی می باشند که می توان آنها را به دلایل زیر نسبت داد: - تکنیک های اندازه گیری مستقیم مناسب در مقیاس نانو موجود نیست. - کوچک بودن اندازه نمونه محدودیت هایی را به وجود می آورد. - روش های آماده سازی برای آزمایش نمونه مناسب نیست و کنترل توزیع مناسب بار بر روی نمونه وجود ندارد.. پراکندگی شدید اطلاعات بدست آمده از طریق آزمایش های تجربی، بسیاری از محققان را برای انجام مطالعات نظری در بررسی خواص مکانیکی این ورقه ها تشویق نمود. از این رو در این تحقیق با معرفی روش همگن سازی مجانبی که برای بررسی سازه های با ریزساختار متناوب مناسب است و با در نظر گرفتن سلول واحد ورقه گرافینی که با آرایش متناوب در ساختار آن قرار می گیرد، به استنتاج معادلات لازم برای یافتن ماتریس خواص الاستیک همگن شده پرداخته می شود. برای حل معادلات استنتاج شده کدی در نرم افزار متلب نوشته شده است که با وارد کردن مقادیر ورودی به کد که از دینامیک مولکولی استخراج شده است، ماتریس خواص الاستیک در هر دو حالت آرمچیر و زیگزاگ و برای ضخامت های مختلف استخراج می گردد. با توجه به رابطه بین این ضرایب و خواص مکانیکی ورقه گرافینی، مدول یانگ، مدول برشی و ضرایب پواسون این ورقه ها استخراج می گردد و با نتایج حاصل از دیگر مقالات مقایسه می گردد. تاثیر دو پارامتر جهت گیری و ضخامت بر خواص مکانیکی ورقه های گرافینی بررسی می گردد که نشان می دهد با تغییر جهت گیری خواص مکانیکی ورقه های گرافینی تغییر می کند و با افزایش ضخامت مدول یانگ و مدول برشی کاهش می یابد و ضریب پواسون بدون تغییر باقی می ماند.